FR50MVIR – Récepteur POF vertical RedLink® 650 nm, du continu à 50 MBd, 50 m

Établissez le bilan de liaison de sorte que la puissance optique crête reçue à l’état haut reste comprise entre −22 et +2 dBm et que celle à l’état bas ne dépasse pas −40 dBm. Le récepteur est caractérisé avec des émetteurs fonctionnant entre 635 et 680 nm : une source à 650 nm se situe donc dans cette bande. La plage de sensibilité plus large, de 400 à 900 nm, ne signifie pas que les performances sont identiques à toutes les longueurs d’onde. Les limites optiques concernent la puissance crête, et non la puissance moyenne. Pour des données présentant un rapport cyclique de 50 %, la puissance crête est égale au double de la puissance moyenne. Le calcul doit tenir compte de l’atténuation de la fibre, des connecteurs, de la température, de la tolérance de l’émetteur, de la contamination et du vieillissement. Pour une liaison POF de 50 m ou PCS de 300 m envisagée, vérifiez à la fois le niveau haut minimal reçu et la puissance d’entrée maximale autorisée dans les conditions les plus défavorables.

Le récepteur peut fonctionner avec une alimentation continue de 3,3 V ou de 5 V, avec une variation de tension autorisée de ±10 %. Son courant d’alimentation est généralement de 20 mA et peut atteindre 25 mA : le régulateur et le réseau de distribution d’alimentation doivent donc être dimensionnés pour cette valeur maximale. Un condensateur de 100 nF doit être placé à proximité de la broche V_CC de chaque récepteur. Le filtre d’alimentation recommandé utilise deux condensateurs de 10 µF et une inductance de 1 µH pour réduire le bruit couplé provenant des autres composants raccordés à la même ligne d’alimentation. Lorsque plusieurs récepteurs sont proches les uns des autres, ce réseau de filtrage peut être mutualisé, mais chaque composant doit conserver son propre condensateur de découplage local de 100 nF.

Le FR50MVIR produit un état logique électrique inversé par rapport à l’entrée optique détectée. En fonctionnement normal, la sortie est donc à l’état bas en présence de lumière ; en l’absence de lumière, lorsque l’entrée est inférieure au seuil optique bas, la sortie est à l’état haut. Au démarrage, la sortie reste en haute impédance pendant que la tension d’alimentation se rapproche d’environ 2,8 V. Le délai d’activation indiqué est de 40 µs, après quoi la sortie prend l’état logique correspondant à l’entrée optique. Si la tension d’alimentation descend sous environ 2,6 V, la sortie repasse immédiatement en haute impédance. Ce comportement doit être pris en compte lors de la conception des circuits de réinitialisation, de polarisation logique et de détection des défauts.

À 50 MBd, l’intervalle unitaire minimal est de 20 ns et la fréquence maximale d’un motif alternant des 0 et des 1 est de 25 MHz. Les temps de montée et de descente en sortie sont chacun spécifiés à 5 ns au maximum, tandis que les délais de propagation des transitions haut-bas et bas-haut sont chacun limités à 50 ns. La distorsion de largeur d’impulsion est limitée à ±4 ns lorsque le niveau optique haut est compris entre −20 et +2 dBm. Cette limite passe à ±6 ns près du seuil inférieur de sensibilité, entre −22 et −20 dBm. Pour les trois premières impulsions, la distorsion peut s’étendre de −7 à +14 ns, la première impulsion constituant le cas le plus défavorable. Il faut donc vérifier les contraintes temporelles du protocole, les instants d’échantillonnage et le décalage temporel entre le récepteur et le contrôleur au regard des limites en régime établi comme de celles des premières impulsions.

L’interface optique accepte la fibre optique plastique et la fibre de silice à gaine plastique de 200 µm. Les liaisons sur fibre POF à saut d’indice peuvent atteindre 50 mètres, contre 300 mètres pour les liaisons sur fibre PCS de 200 µm. Ces deux distances dépendent toutefois des conditions d’installation. Le récepteur peut être utilisé dans des couches physiques optiques transportant des communications RS232, RS485, bus CAN, Modbus ou PROFIBUS, à condition que le débit du signal reste dans la plage allant du continu à 50 MBd. Il assure la conversion optique-électrique, mais ne prend pas lui-même en charge la gestion des trames du protocole, l’arbitrage du bus ni le codage de ligne. L’émetteur choisi, la fibre, les pertes des connecteurs et les circuits d’interface doivent donc être validés ensemble, à l’échelle de la liaison complète, plutôt que de considérer le récepteur comme un convertisseur de protocole.

Le récepteur n’est pas adapté au soudage par refusion infrarouge ou en phase vapeur. Sa température limite de soudage est de +260 °C pendant 10 secondes, pour une seule opération, mesurée à au moins 2,2 mm de la base des broches. L’utilisation d’un flux hydrosoluble sans halogènes est recommandée. Le bouchon antipoussière doit rester en place pendant toutes les opérations de soudage, de lavage et de séchage afin de protéger la zone optique active. Les agents de nettoyage à base d’alcool, tels que l’alcool méthylique, isopropylique ou isobutylique, sont autorisés. En revanche, l’acétone, l’acétate d’éthyle et les produits à base de phénol sont interdits. Le composant est classé MSL 2a et peut rester jusqu’à 672 heures après ouverture dans des conditions normales d’usine, à une température inférieure à 30 °C et une humidité relative inférieure à 60 %. La durée de conservation indiquée dans un sachet barrière contre l’humidité non ouvert est de 24 mois, à une température inférieure à 40 °C et une humidité relative inférieure à 90 %.

Le récepteur est spécifié pour fonctionner et être stocké de −40 °C à +85 °C, ce qui permet d’appliquer les mêmes limites de température lors de la qualification de l’équipement. Sa tenue aux décharges électrostatiques par contact est de niveau 2 selon le modèle du corps humain, à 4 kV, conformément à la norme MIL-STD-883. Son immunité aux perturbations rayonnées est spécifiée à 15 V m⁻¹ selon la norme IEC 61000-4-3, ce qui fournit une référence précise pour la planification de la compatibilité électromagnétique. Le composant est certifié UL 60950-1 sous le numéro de dossier E362227 et respecte la directive RoHS et sa modification mentionnées. Le matériau de son boîtier est classé UL 94 V-0, tandis que la classification MSL 2a définit les exigences de stockage et d’assemblage. Ces caractéristiques au niveau du composant doivent être prises en compte en complément des exigences de conformité relatives au boîtier, au circuit imprimé, au câblage et au système complet.